专利名称：旋转电机的电枢绕组的制作方法
技术领域：
本文描述的实施例总体上涉及旋转电机的电枢绕组。
背景技术：
在大容量的旋转电机中，电枢绕组包括在槽中形成为两层的上线圈片(coilpiece)和下线圈片，该槽设置在由叠片铁芯构成的电枢铁芯中，并且线圈片串联连接以增加所产生的电压和电机容量。然而，随着电枢绕组的电压增大，主绝缘厚度变厚，导体的截面积减小，并且电流密度变大，从而引起増大的损耗。如果电枢绕组的电压被极大地増大，则主绝缘的可靠性减小。
槽的数量对于设定电枢绕组的电压是重要的。在4极3相电机中，通过使用所谓的整数个槽，槽的数量被减小到2极电机的一半，在该整数个槽中，槽的数量可以被极和相的数量整除，并且设计灵活性被限制。为了避免这ー缺陷，必须设计ー种具有分数槽的电机，例如4极54槽电机，其中槽的数量不能被极和相的数量整除。与2极电机相比，4极电机中产生相同电压的每极的磁通量是2极电机的一半，并且可以相应地将电枢铁芯轭的厚度减小那么多。在旋转电机中，电枢与转子之间的间隙中产生的磁通量产生了电磁力以将电枢铁芯吸引到转子，并且当转子旋转时该电磁力产生了圆振动。因为该电磁力具有与磁通量密度B的平方成比例的功率，所以最低频率下的电磁力由对应于电气频率的磁通量成分来产生，并且该最低频率下的电磁力变成具有双倍的该电气频率的频率的激励力。通常，间隙中的磁通量的空间谐波分量被认为是由场电流产生的磁通量Bf的空间谐波分量以及由电枢电流产生的磁通量Ba的空间谐波分量。在上述空间谐波分量中，仅仅由电枢电流产生的磁通量Ba的谐波分量对应于电气频率。因此，假设Θ为电机角，因为在3相4极电机中3的倍数的空间谐波分量通常被抵消，所以对应于电气频率的磁通量分量被如下表示。B = B1Cos (2 Θ - ω t)+Ba2Cos (4 θ + ω t) +Ba4cos (8 θ - ω t)+Ba5cos (10 θ + ω t) +Ba7Cos (14 θ - ω t) +...通常，在如表I所示的整数槽电机中，用于偶数次空间谐波的绕组系数是零，并且磁通量的偶数次空间谐波分量也是零。因而，作用于电枢铁芯上的电磁激励力Fa与对应于电气频率的磁通量密度的平方的AC分量(如下所示)成比例。B2ac = ニB]_2 cos (4Θ - 2cot) + B]_Ba5 cos (8θ + 2cot)+ B]_Ba7 cos (I 6Θ - Qt) H----因而，作于电枢铁芯上的电磁激励力Fa被如下表示。Fa = Fa4Cos (4 Θ -2 ω t) +Fa8Cos (8 θ + ω t) +Fal6Cos (16 θ -2 ω t) +...这里，最低空间谐波次数的电磁激励カ是8极分量(4直径节点模式)，并且4直径节点模式易于被激励而发生铁芯振动。
另ー方面，如图7所示，在分数槽电机中，例如4极54槽的电机，槽的数量54不能被极的数量整除，并且对每相的绕组进行如此缠绕使得包括四个线圈的相带17和包括五个线圈的相带18被交替地布置在圆周方向上。因此，如图8所示，在单相电枢绕组14中，包括四个线圈的相带17和包括五个线圈的相带18对应于每个磁极位置交替出现。因而，对于每个磁极未建立対称性，并且如表I所示，对于偶数次空间谐波的绕组系数不为零。因此，作用于电枢铁芯上的电磁激励力Fa与对应于电气频率的磁通量密度的平方的AC分量(如下所示)成比例。
权利要求
1.一种旋转电机的3相4极2层的电枢绕组，所述电枢绕组的每ー相的绕组形成串联线圈，每个串联线圈包括 上线圈片和下线圈片，所述上线圈片和所述下线圈片在连接侧线圈端部和相反连接侧线圈端部处相互连接，所述上线圈片和所述下线圈片被放置在设置于电枢铁芯中的54个槽内， 设置在从每ー相的相带的中心看的最内侧位置和最外侧位置中的至少ー个位置上的所述上线圈片和所述下线圈片中的至少ー个线圈片用相邻相的线圈片来替代。
2.根据权利要求I所述的旋转电机的电枢绕组，其中，在每ー相的所述上线圈片或者所述下线圈片中，在5线圈相带中，从每ー相的相带的中心看的最外侧位置上的线圈片用相邻相的线圈片来替代，并且在4线圈相带中，从每ー相的相带的中心看的最内侧位置上的线圈片用相邻相的线圈片来替代。
3.根据权利要求2所述的旋转电机的电枢绕组，其中，线圈节距被设置为10-12中的一个。
4.根据权利要求I所述的旋转电机的电枢绕组，其中 在5线圈相带中，从每ー相的相带的中心看的最外侧位置上的最外侧的上线圈片和下线圈片用相邻相的线圈片来替代，并且 在4线圈相带中，从每ー相的相带的中心看的最内侧位置上的最内侧的上线圈片和下线圈片用相邻相的线圈片来替代。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的电枢绕组，其中，线圈节距被设置为9-11中的一个。
6.根据权利要求I所述的旋转电机的电枢绕组，其中 在5线圈相带中，从每ー相的相带的中心看，最外侧位置上的上线圈片和最内侧位置上的下线圈片用相邻相的线圈片来替代，或者最外侧位置上的下线圈片和最内侧位置上的上线圈片用相邻相的线圈片来替代，并且 在4线圈相带中，从每ー相的相带的中心看，最内侧位置上的上线圈片和最外侧位置上的下线圈片用相邻相的线圈片来替代，或者最外侧位置上的上线圈片和最内侧位置上的下线圈片用相邻相的线圈片来替代。
7.根据权利要求6所述的旋转电机的电枢绕组，其中，线圈节距被设置为12-14中的一个。
8.根据权利要求I所述的旋转电机的电枢绕组，其中，在每ー相的相带中的所述上线圈片或者所述下线圈片中，从每ー相的相带的中心看的最外侧位置上的线圈片和最内侧位置上的线圈片用相邻相的线圈片来替代。
9.根据权利要求8所述的旋转电机的电枢绕组，其中，线圈节距被设置为13和14中的ー个。
10.根据权利要求I所述的旋转电机的电枢绕组，其中，从相带的中心看的最内侧位置上的最内侧的上线圈片和下线圈片以及最外侧位置上的最外侧的上线圈片和下线圈片用相邻相的线圈片来替代。
11.根据权利要求10所述的旋转电机的电枢绕组，其中，线圈节距被设置为13和14中的ー个。
全文摘要
根据一个实施例，提供了一种旋转电机的3相4极2层的电枢绕组(14)。该电枢绕组(14)的每一相的绕组形成串联线圈。每个串联线圈包括在连接侧线圈端部(19a)和相反连接侧线圈端部(19b)处相互连接的上线圈片(15)和下线圈片(16)，该上线圈片(15)和下线圈片(16)被放置在设置于电枢铁芯(12)中的54个槽(13)内。设置在从每一相的相带的中心看的最外侧位置和最内侧位置中的至少一个位置上的所述上线圈片和所述下线圈片(15、16)中的至少一个线圈片(22或23)用相邻相的线圈片(24或25)来替代。
文档编号H02K3/12GK102694433SQ20121008066
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月24日
发明者一文字正幸, 上田隆司, 垣内干雄, 大高彻, 平松大典, 德增正 申请人:株式会社东芝